安(ān)科瑞 陳(chén)聰

摘要(yào)：對於(yú)水(shuǐ)泥工廠(chǎng)而(ér)言
，儲能電站具(jù)有降低(dī)能(néng)源成(chéng)本
，穩定電能供應
，平衡(héng)用電(diàn)負荷
，優(yōu)化電(diàn)能(néng)利用(yòng)等突(tū)出特點(diǎn)
，不僅提升(shēng)了工廠(chǎng)用(yòng)電的穩(wěn)定性(xìng)和(hé)可靠性
，而(ér)且還可(kě)以服務(wù)於電網的(dí)調(tiáo)峰及調頻(pín)。因此
，本(běn)文以儲能電站為切入點
，以(yǐ)某水泥(ní)工(gōng)廠儲能(néng)電(diàn)站為例
，將(jiāng)儲(chǔ)能電(diàn)站的項(xiàng)目背(bèi)景
，工程方案
，運行模式(shì)
，投資模式
，效益(yì)以及建設成效(xiào)進(jìn)行深入(rù)探究
，以期(qī)為(wéi)本行(háng)業(yè)和(hé)類(lèi)似(sì)行(háng)業提供參(cān)考和啟示(shì)。

關(guān)鍵(jiàn)字(zì)：儲(chǔ)能電站;水(shuǐ)泥(ní)工廠(chǎng);磷酸(suān)鐵(tiě)鋰電(diàn)池;峰穀(gǔ)套(tào)利(lì)

0.引(yǐn)言

在製(zhì)定(dìng)的(dí)碳達(dá)峰(fēng)
，碳(tàn)中和等節(jié)能(néng)減(jiǎn)排計劃的(dí)影(yǐng)響下
，電(diàn)力(lì)供(gōng)需矛(máo)盾(dùn)日益突出(chū)
，電(diàn)能(néng)峰穀價差不(bù)斷(duàn)拉(lā)大
，削峰(fēng)填(tián)穀
，優化(huà)用電(diàn)方(fāng)式已成為(wéi)工業企(qǐ)業降低(dī)用電(diàn)成本的(dí)必(bì)然(rán)途徑(jìng)
，越來越(yuè)多的工業(yè)企業(yè)開始將(jiāng)目光投(tóu)向(xiàng)了儲能(néng)係(xì)統(tǒng)。這(zhè)些企(qǐ)業(yè)普(pǔ)遍(biàn)具(jù)有(yǒu)能(néng)源需求量較(jiào)大的(dí)特點(diǎn)
，其對電(diàn)能(néng)質量(liáng)的好壞
，用(yòng)電成本的(dí)高(gāo)低(dī)以(yǐ)及電(diàn)力供應的穩定有著特殊(shū)的需(xū)求。水(shuǐ)泥企業作為(wéi)傳(chuán)統(tǒng)的(dí)製造企業
，其工(gōng)廠用(yòng)電環境較為(wéi)復雜
，不但(dàn)要求用電(diàn)質量(liáng)的(dí)穩定(dìng)
，還需要用電成本的低廉(lián)。特(tè)別是在(zài)工廠(chǎng)發生(shēng)突然斷(duàn)電(diàn)時
，可能對電(diàn)機
，風(fēng)機
，回轉窯
，磨(mó)機(jī)等關鍵設備造成不同程度的損壞(huài)
，這(zhè)不僅(jǐn)影(yǐng)響了(liǎo)生(shēng)產(chǎn)過(guò)程(chéng)的(dí)連續(xù)進(jìn)行(háng)
，同時(shí)也造成巨大(dà)的經濟損失。正是基於以(yǐ)上(shàng)情(qíng)況(kuàng)
，儲(chǔ)能電(diàn)站在(zài)水(shuǐ)泥工廠中的應(yīng)用不但為企業(yè)解(jiě)決了(liǎo)諸多實(shí)際(jì)問題
，還(huán)帶(dài)來了(liǎo)顯(xiǎn)著(zhù)的(dí)經(jīng)濟效益與社會效(xiào)益。

1.項(xiàng)目背景(jǐng)

湖(hú)北(běi)省是我國(guó)擁有豐富(fù)水泥產能的省份(fèn)之(zhī)一(yī)。近年(nián)來
，我國(guó)已(yǐ)進入(rù)以(yǐ)降(jiàng)碳為重點(diǎn)戰(zhàn)略(lüè)方向的關鍵時(shí)期(qī)
，從(cóng)到(dào)地(dì)方層麵(miàn)已(yǐ)經由傳(chuán)統的能(néng)源消耗總量(liáng)和強度(dù)調控(kòng)逐步(bù)轉(zhuǎn)向碳排放(fàng)總(zǒng)量(liáng)和強度雙控製(zhì)
，這推(tuī)動(dòng)了能(néng)源結構轉(zhuǎn)型升級(jí)
，促進了以(yǐ)儲能(néng)為代(dài)表的新(xīn)能(néng)源技術蓬勃發展(zhǎn)
，使(shǐ)其擁(yōng)有了(liǎo)廣(guǎng)闊(kuò)的(dí)市(shì)場(cháng)前景和(hé)巨(jù)大的市(shì)場(cháng)潛(qián)力。本項(xiàng)目所在水泥工廠現(xiàn)擁有(yǒu)一(yī)條(tiáo)2500t/d新(xīn)型幹法熟(shú)料(liào)水泥(ní)生(shēng)產綫
，配套(tào)建設有一座(zuò)110kV變電站
，采用一台110kV/10kV主變壓器(qì)進(jìn)行(háng)供(gōng)電
，其(qí)主(zhǔ)變容(róng)量為25MVA
，主變(biàn)額定負荷(hé)約為(wéi)14.5MW
，工(gōng)廠內設備(bèi)正常運行平(píng)均(jūn)負(fù)荷約為12MW。

整個工廠(chǎng)24h
，不間斷生產(chǎn)
，年生產天(tiān)數(shù)可達310天(tiān)以(yǐ)上
，年用電(diàn)量近9000kWh
，電能消耗巨(jù)大(dà)。

2.項目(mù)方案(àn)

2.1總體方案(àn)

本項(xiàng)目(mù)從水(shuǐ)泥(ní)工廠實際情況出(chū)發(fā)
，以(yǐ)工廠(chǎng)年度用電量(liáng)數據(jù)和現有(yǒu)供配電設施裝機總(zǒng)容量作(zuò)為依據
，利用工廠(chǎng)內(nèi)現(xiàn)有空地
，在(zài)不影響(xiǎng)工廠正(zhèng)常(cháng)運(yùn)營(yíng)的環境(jìng)下
，建(jiàn)設(shè)總(zǒng)規模為4MW/8MWh的儲能電站。該(gāi)電(diàn)站(zhàn)利用(yòng)工(gōng)廠(chǎng)內峰穀
，峰平(píng)時段(duàn)的實(shí)際電價(jià)差進(jìn)行(háng)套利產生效益(yì)
，通過(guò)靈(líng)活調整(zhěng)儲能電站的(dí)充(chōng)放(fàng)電(diàn)策(cè)略(lüè)
，實現(xiàn)儲(chǔ)能電量用(yòng)於峰段生(shēng)產
，降低需(xū)量電(diàn)費及綜(zōng)合用電成本
，同(tóng)時(shí)也作為工廠(chǎng)重要(yào)負(fù)荷的備(bèi)用電源(yuán)
，提高(gāo)工廠整體用電(diàn)的(dí)可靠性。

2.2儲(chǔ)能設(shè)計方案(àn)

2.2.1電池選(xuǎn)型(xíng)

電池(chí)是(shì)構(gòu)建(jiàn)大規(guī)模儲(chǔ)能(néng)係(xì)統的基(jī)礎
，因此電池的選型在(zài)儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)建設中具有重要意(yì)義。本項(xiàng)目選(xuǎn)用近(jìn)年來在(zài)新能源領域被(bèi)廣(guǎng)泛(fàn)應用的(dí)磷(lín)酸鐵鋰電池(chí)
，此(cǐ)類電(diàn)池相較於(yú)其它電化學電池(chí)
，具(jù)有(yǒu)能量(liáng)密度(dù)高(gāo)
，循(xún)環壽命長
，放電深(shēn)度(dù)大
，放電(diàn)電流大(dà)等突(tū)出優(yōu)點。同(tóng)時隨(suí)著新能源行(háng)業(yè)的快速發展(zhǎn)
，不(bù)但為(wéi)此(cǐ)類電池(chí)的品(pǐn)質提(tí)供了(liǎo)良好(hǎo)的保障(zhàng)
，而(ér)且電池的(dí)價格也在(zài)逐步(bù)的降低
，具(jù)有較高的性(xìng)價比
，能(néng)很好的(dí)滿(mǎn)足(zú)儲能係統的(dí)經(jīng)濟(jì)性要求(qiú)。本項(xiàng)目使用(yòng)的(dí)磷酸鐵鋰電池參數見表(biǎo)1。

表1項目用磷(lín)酸(suān)鐵(tiě)鋰(lǐ)電池(chí)參數(shù)

2.2.2電(diàn)池(chí)係統(tǒng)

本項目電(diàn)池係(xì)統(tǒng)通過用單(dān)個磷(lín)酸鐵(tiě)鋰電池串(chuàn)聯(lián)組成(chéng)基本(běn)的電(diàn)池(chí)箱
，再對(duì)若幹(gān)個電池(chí)箱(xiāng)進行串(chuàn)聯(lián)組成一個(gè)電池簇(cù)
，對(duì)若(ruò)幹個(gè)電池簇(cù)進行並聯(lián)
，集合(hé)成所(suǒ)需(xū)要(yào)的(dí)電池係統。在(zài)這(zhè)個(gè)係統(tǒng)中(zhōng)
，電池箱(xiāng)作(zuò)為基(jī)本的構成(chéng)模塊(kuài)
，處(chǔ)於核(hé)心(xīn)地(dì)位(wèi)。其(qí)外(wài)殼采用絕緣材料
，上(shàng)下(xià)左(zuǒ)右均有(yǒu)開孔
，以滿(mǎn)足*塊內部通(tōng)風(fēng)散(sàn)熱的(dí)需(xū)求(qiú)。通過(guò)在電(diàn)池箱上(shàng)安裝截麵為橢圓形(xíng)的把手
，並(bìng)與(yǔ)固定(dìng)裝(zhuāng)置間采(cǎi)用(yòng)便(biàn)於拆(chāi)卸及(jí)更換(huàn)的結構設計(jì)
，提高了電(diàn)池箱(xiāng)模(mó)塊(kuài)安裝
，更換的(dí)便(biàn)捷性(xìng)。同時電(diàn)池箱(xiāng)在設(shè)計上還采(cǎi)取了預留膨脹間(jiān)隙
，采用支撐柱結構
，合理設置安全(quán)間(jiān)隙(xì)等一係(xì)列(liè)措(cuò)施
，有(yǒu)效的(dí)避免(miǎn)了(liǎo)內部電池(chí)模(mó)塊鼓包和爬電短(duǎn)路帶(dài)來的風險
，保障(zhàng)了電(diàn)池係統的(dí)安全穩(wěn)定運行。本(běn)項目(mù)電池係統組(zǔ)成(chéng)和(hé)技(jì)術(shù)參數見表2。

表2項目電(diàn)池係統(tǒng)組成和技術參數(shù)

2.2.3儲(chǔ)能(néng)集裝箱(xiāng)

儲(chǔ)能(néng)集裝(zhuāng)箱具有保(bǎo)溫隔(gé)熱
，防(fáng)水防塵(chén)
，防(fáng)腐防(fáng)震等(děng)特點(diǎn)。本(běn)項目使用(yòng)的(dí)儲(chǔ)能(néng)集(jí)裝(zhuāng)箱每台(tái)額(é)定(dìng)容(róng)量為(wéi)3.2MWh
，額定(dìng)功率為1.5MW
，主要由(yóu)電池倉和設備艙兩(liǎng)個相互獨立的(dí)部(bù)分組(zǔ)成。電池倉主要(yào)用於(yú)放(fàng)置項目(mù)的電池係統(tǒng)
，設備艙主要用(yòng)於(yú)放置與電(diàn)池係統配套(tào)的(dí)電(diàn)氣設(shè)備
，這樣的布(bù)局便於對(duì)儲能(néng)電站(zhàn)的(dí)電池和(hé)設(shè)備(bèi)進(jìn)行集中管(guǎn)理。本項目每套電(diàn)池係統(tǒng)放置於(yú)一(yī)台(tái)定製6096mm×2438mm×2591mm風(fēng)冷集(jí)裝箱(xiāng)內的電池倉中
，采(cǎi)用(yòng)機架式(shì)安(ān)裝(zhuāng)
，結構緊(jǐn)湊
，布局(jú)合理(lǐ)。電池(chí)倉內(nèi)除電(diàn)池(chí)係統外(wài)
，還配備(bèi)了(liǎo)電池(chí)管理(lǐ)係統(tǒng)
，自動滅(miè)火(huǒ)係統
，自動空(kōng)調係統
，環(huán)境監測係(xì)統
，故障報警係統
，照(zhào)明(míng)係(xì)統(tǒng)
，監(jiān)控係統(tǒng)
，為電池倉的(dí)安全穩定(dìng)提(tí)供了有力支(zhī)持(chí)。設備艙則(zé)主要包括(kuò)了儲能變(biàn)流器(qì)（PCS）
，能(néng)量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)係統（EMS）和(hé)配電係統。本項目(mù)使用的儲能集裝箱平麵(miàn)布置見(jiàn)圖1。

根(gēn)據本項目設(shè)計(jì)儲能電站規模可知
，項目(mù)儲能(néng)電站大(dà)功(gōng)率為(wéi)4MW
，在大功率下
，2h可以充(chōng)滿(mǎn)8000kWh的電(diàn)量。本(běn)項(xiàng)目在進行(háng)容(róng)量(liáng)配(pèi)置時
，在充分(fēn)考(kǎo)慮了電(diàn)池係統(tǒng)的放電(diàn)效(xiào)率(shuài)和放(fàng)電(diàn)深度(dù)的情況下
，總(zǒng)共需(xū)要3台(tái)儲(chǔ)能集裝箱在(zài)直流側分(fēn)別(bié)接入各自的(dí)儲能(néng)變流(liú)器後(hòu)
，再(zài)在交(jiāo)流(liú)側並聯才(cái)能滿(mǎn)足(zú)設計(jì)方(fāng)案的需(xū)求。儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)拓撲結構見圖2。

2.2.4儲能變流(liú)器（PCS）

儲能變流器(qì)作為(wéi)逆變(biàn)和整流(liú)的雙(shuāng)向(xiàng)換流(liú)係統
，在整個儲能係(xì)統中具有重要(yào)作(zuò)用
，其具(jù)有高轉換效率
，寬(kuān)電(diàn)壓(yā)輸(shū)入(rù)
，快(kuài)速(sù)並(bìng)離(lí)網(wǎng)切(qiē)換(huàn)等特點
，同(tóng)時(shí)還提(tí)供*的(dí)電氣保護功能。在並網模(mó)式下
，儲能變(biàn)流器(qì)能自動(dòng)追(zhuī)蹤適配(pèi)電(diàn)網參(cān)數
，實(shí)現雙(shuāng)向(xiàng)變流控(kòng)製
，在電池(chí)管理(lǐ)係統(tǒng)的配合下(xià)對電池係(xì)統進行智能(néng)化的充(chōng)放電(diàn)管理。在(zài)離(lí)網模(mó)式(shì)下
，儲能變(biàn)流(liú)器能(néng)進(jìn)行獨(dú)立的(dí)逆(nì)變
，為水(shuǐ)泥工廠重(zhòng)要負荷(hé)提(tí)供後(hòu)備(bèi)電源
，提(tí)高了工(gōng)廠能源使(shǐ)用的安全(quán)性(xìng)。本(běn)項(xiàng)目(mù)中摒(bìng)棄(qì)了傳(chuán)統(tǒng)的(dí)集(jí)中式儲(chǔ)能變流方式(shì)
，使用組(zǔ)串(chuàn)式儲(chǔ)能變流架(jià)構
，為每(měi)台儲(chǔ)能集裝(zhuāng)箱(xiāng)配備(bèi)一台額(é)定(dìng)功(gōng)率為1500kW的儲(chǔ)能變流器
，其使用(yòng)模(mó)塊化設計(jì)
，結構上(shàng)采用了具有更高開(kāi)關頻率
，更高(gāo)轉(zhuǎn)換(huàn)效率及更(gēng)低電磁幹(gān)擾(rǎo)的(dí)三(sān)電平工(gōng)作(zuò)拓撲
，同(tóng)時儲(chǔ)能變流器出(chū)口與(yǔ)隔(gé)離變壓(yā)器連(lián)接
，使(shǐ)儲能集裝(zhuāng)箱電氣係統一(yī)次(cì)側(cè)和二(èr)次側完*隔離
，大程(chéng)度(dù)保證了儲(chǔ)能(néng)集(jí)裝(zhuāng)箱的電氣安(ān)全。儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流器電路(lù)主拓(tuò)撲(pū)見(jiàn)圖3。

2.2.5電(diàn)池(chí)管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統（BMS）

本(běn)項目中(zhōng)的每台儲能集裝箱都(dū)配備了獨立的電池(chí)管理係統
，該(gāi)係(xì)統(tǒng)按管理對(duì)象(xiàng)劃分為(wéi)3個(gè)層級。一(yī)層是(shì)位於(yú)電(diàn)池箱(xiāng)內部的(dí)M-BMS
，主要用於(yú)收集(jí)電芯(xīn)的數據
，不(bù)僅可(kě)以采(cǎi)集單體(tǐ)電(diàn)池電壓和(hé)溫度
，還(huán)可以對電池(chí)箱中串(chuàn)聯電(diàn)池組(zǔ)的電壓和(hé)電流進行(háng)采集。二(èr)層是位於(yú)每個電池架(jià)上的(dí)C-BMS
，主(zhǔ)要用於對一個電池(chí)簇中的(dí)所(suǒ)有M-BMS進行(háng)集中(zhōng)管理(lǐ)
，同時采集電(diàn)池(chí)簇(cù)的電壓
，電流數據(jù)
，並可以在(zài)檢(jiǎn)測(cè)到電(diàn)池箱異常(cháng)時(shí)將(jiāng)其退出運(yùn)行。三(sān)層(céng)是采集匯總整個儲能集裝(zhuāng)箱(xiāng)電(diàn)池係(xì)統(tǒng)數據(jù)的A-MBS
，其負(fù)責管(guǎn)理(lǐ)一(yī)個儲(chǔ)能(néng)集(jí)裝箱內(nèi)的(dí)所有(yǒu)C-BMS
，對整(zhěng)個電池(chí)係統的(dí)電池剩(shèng)餘容量(liáng)狀(zhuàng)態(tài)（SOC）
，電池組(zǔ)健康度(dù)狀態（SOH）
，電(diàn)池放電深度(dù)（DOD）進行(háng)監測(cè)
，同(tóng)時與能量(liáng)管理係統(tǒng)進行(háng)通信
，上報采集(jí)的全部電(diàn)池信息(xī)
，並能(néng)在(zài)電池係(xì)統(tǒng)異(yì)常(cháng)時(shí)給儲(chǔ)能變(biàn)流器發(fā)送警(jǐng)告(gào)
，使儲(chǔ)能變流器轉(zhuǎn)入待機(jī)模式
，保護電池(chí)係(xì)統安全。

2.2.6能量(liáng)管(guǎn)理係統(tǒng)（EMS）

能量管(guǎn)理係(xì)統(tǒng)是儲(chǔ)能電(diàn)站(zhàn)的控(kòng)製(zhì)核心
，負責(zé)采(cǎi)集(jí)整個儲(chǔ)能(néng)係統(tǒng)內(nèi)所(suǒ)有(yǒu)設備的動(dòng)靜態數據並協調(tiáo)控製各設(shè)備(bèi)的(dí)運行
，是(shì)電(diàn)站(zhàn)安全(quán)
，穩(wěn)定
，高(gāo)效運行(háng)的(dí)保(bǎo)障(zhàng)。在(zài)本(běn)儲(chǔ)能(néng)項目(mù)中
，本地(dì)能量(liáng)管(guǎn)理係統負責(zé)采(cǎi)集(jí)電網(wǎng)數(shù)據(jù)
，集裝(zhuāng)箱(xiāng)儲能係統(tǒng)數據(jù)和環境監(jiān)測數(shù)據
，並對(duì)集(jí)裝箱(xiāng)儲能(néng)係(xì)統(tǒng)的充(chōng)放電
，並離網(wǎng)進(jìn)行有效(xiào)調(tiáo)度
，實現了(liǎo)集裝(zhuāng)箱(xiāng)儲能係(xì)統的(dí)穩定(dìng)
，經(jīng)濟運行。本地能(néng)量(liáng)管理係統(tǒng)還將(jiāng)采(cǎi)集(jí)到的(dí)信(xìn)息通過網(wǎng)絡傳輸到遠(yuǎn)程儲能(néng)運(yùn)營管理平台
，使得電站管(guǎn)理人(rén)員(yuán)能(néng)實時了解電站(zhàn)運行(háng)的各(gè)種參數
，並(bìng)根(gēn)據儲能控(kòng)製(zhì)策略(lüè)對電站設(shè)備進行控(kòng)製(zhì)
，提(tí)升了儲(chǔ)能電(diàn)站運營效率。通(tōng)過對(duì)整(zhěng)個電站(zhàn)的數(shù)據資源進行(háng)匯(huì)總(zǒng)
，實時生(shēng)成數據(jù)圖(tú)形
，曲(qū)綫(xiàn)
，報(bào)表
，不僅(jǐn)實(shí)現了(liǎo)數據資源(yuán)的資(zī)產化和價(jià)值化
，而(ér)且(qiě)為工(gōng)廠管理者的經營決(jué)策提供(gōng)了有(yǒu)力(lì)支持。

2.3儲能(néng)電站(zhàn)運(yùn)行模式

本(běn)項目儲能(néng)電(diàn)站主要運行模式為(wéi)“峰穀套(tào)利(lì)”
，其(qí)次(cì)是(shì)作(zuò)為(wéi)電(diàn)網(wǎng)負荷緊張或者突(tū)發(fā)情況下的(dí)應急(jí)電源(yuán)。在用(yòng)電尖(jiān)峰時段和高峰(fēng)時段(duàn)
，電價較高
，儲能(néng)變流(liú)器接收到(dào)能量(liáng)管理係(xì)統並(bìng)網放電指(zhǐ)令(líng)後(hòu)
，電(diàn)池係統(tǒng)開(kāi)始放電
，通過(guò)儲能(néng)變流(liú)器(qì)
，再(zài)經(jīng)過(guò)隔離(lí)變壓(yā)器
，向(xiàng)工(gōng)廠(chǎng)用電負(fù)荷(hé)輸(shū)送電(diàn)量。當能(néng)量(liáng)管理係統檢(jiǎn)測(cè)到(dào)電池係(xì)統剩(shèng)餘容(róng)量狀(zhuàng)態低於設定閾值時
，能(néng)量管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統向(xiàng)儲(chǔ)能變流器發(fā)送停止放(fàng)電指令(líng)
，電池係(xì)統(tǒng)停(tíng)止放電。在用電(diàn)低穀時(shí)段
，電(diàn)價較低
，儲能(néng)變流(liú)器(qì)接受(shòu)能(néng)量管理(lǐ)係(xì)統並網充電(diàn)指令
，外部(bù)電網通過(guò)儲能(néng)變流(liú)器(qì)對(duì)電池係(xì)統進行(háng)充電。當電池容(róng)量(liáng)狀態達到設定閾(yù)值後
，能(néng)量管理係(xì)統對儲能(néng)變(biàn)流器(qì)發(fā)出停止(zhǐ)充電(diàn)指令(líng)
，儲(chǔ)能(néng)變流器轉入(rù)待機模式(shì)
，停(tíng)止(zhǐ)對(duì)電(diàn)池(chí)係(xì)統(tǒng)充電。在(zài)實(shí)際(jì)運(yùn)行(háng)過(guò)程(chéng)中(zhōng)
，通(tōng)過(guò)采(cǎi)取合(hé)理的電池充(chōng)放(fàng)電策略
，可(kě)以做到電(diàn)池係(xì)統(tǒng)每天(tiān)多(duō)次充(chōng)電多(duō)次放(fàng)電(diàn)
，提(tí)高電站運行效率。

2.4儲(chǔ)能電站(zhàn)投資(zī)模式

工商業(yè)儲(chǔ)能項目現階段(duàn)有(yǒu)業主(zhǔ)自投
，合同能(néng)源管理
，融(róng)資(zī)租僱(lìn)三種投資模(mó)式。

本儲(chǔ)能電站項(xiàng)目結(jié)合(hé)水(shuǐ)泥行(háng)業的大(dà)環境(jìng)因素(sù)和企(qǐ)業實際(jì)情況(kuàng)
，采取了合同能源(yuán)管理這種工(gōng)業用戶(hù)主流(liú)的應(yīng)用模(mó)式。該模(mó)式引入有(yǒu)技(jì)術(shù)實力的投(tóu)資方(fāng)進(jìn)行合(hé)作(zuò)
，通過EMC合(hé)同將企業能源進(jìn)行(háng)外包(bāo)
，與投(tóu)資(zī)方(fāng)共(gòng)同(tóng)分享(xiǎng)儲(chǔ)能(néng)電站(zhàn)帶(dài)來的收益(yì)
，緩解(jiě)了水泥(ní)工(gōng)廠(chǎng)用電供需緊(jǐn)張(zhāng)
，電費支(zhī)出過(guò)多(duō)的局麵
，從(cóng)而達(dá)到節(jié)約用電成本的目的。本項(xiàng)目(mù)電池(chí)係(xì)統(tǒng)效(xiào)率首年(nián)衰(shuāi)減5%
，此後每(měi)年(nián)2%遞減
，預(yù)期(qī)使(shǐ)用(yòng)壽(shòu)命能(néng)達(dá)到15年
，可以(yǐ)覆(fù)蓋整個項(xiàng)目的(dí)運行(háng)周期(qī)。在合約(yuē)期(qī)內
，儲能電站(zhàn)的所有(yǒu)維護費(fèi)用支出均(jūn)由投(tóu)資方負責
，進一(yī)步減(jiǎn)輕了水(shuǐ)泥工廠的(dí)成本負擔(dān)。

3.儲能(néng)電站(zhàn)效益(yì)

根(gēn)據參閱《省發(fā)改(gǎi)委(wěi)關(guān)於(yú)湖北(běi)電(diàn)網(wǎng)2020~2022年(nián)輸(shū)配電(diàn)價(jià)和(hé)銷售電(diàn)價有(yǒu)關事項(xiàng)的通(tōng)知》（鄂發改(gǎi)價(jià)管〔2020〕439號）
，湖北省在原有峰
，平
，穀用電(diàn)時段基礎(chǔ)上(shàng)
，增設了尖峰(fēng)用電(diàn)時(shí)段
，進一步優化了峰穀(gǔ)分(fēn)時(shí)電價(jià)政策。當前(qián)湖(hú)北省用電各時段劃(huá)分見表(biǎo)3。

表3湖北省(shěng)用(yòng)電各(gè)時段劃分(fēn)

同(tóng)時(shí)根據(jù)《湖北新(xīn)分時電價銷(xiāo)售(shòu)電(diàn)價表》顯示
，2023年(nián)湖(hú)北省(shěng)110kV大(dà)工業用(yòng)電(diàn)尖(jiān)峰(fēng)時段(duàn)電(diàn)價(jià)為(wéi)1.17元/kWh
，高峰(fēng)時(shí)段(duàn)電(diàn)價為0.86元/kWh
，平段電(diàn)價為(wéi)0.67元(yuán)/kWh
，低穀時段電價為(wéi)0.31元/kWh
，大峰穀差0.86元/kWh。特別(bié)是湖(hú)北省(shěng)還是(shì)全國(guó)執行(háng)季(jì)節性(xìng)分(fēn)時電價的(dí)省份之(zhī)一
，根據《省發改委關於進一步*分(fēn)時電價(jià)機(jī)製有(yǒu)關(guān)事(shì)項(xiàng)的(dí)通(tōng)知》（鄂發(fā)改價管〔2022〕406號(hào)）顯(xiǎn)示
，對於每年夏季7~8月
，冬(dōng)季12月~次年1月(yuè)的(dí)用(yòng)電(diàn)高(gāo)峰(fēng)月份
，用(yòng)電尖(jiān)峰時(shí)段(duàn)（每日20:00~22:00）基(jī)礎電價浮(fú)動(dòng)比例由1.8調(tiáo)整為2
，低(dī)穀(gǔ)時段(duàn)（每(měi)日23:00~次(cì)日7:00）基(jī)礎電價(jià)浮動(dòng)比(bǐ)例由0.48調整為(wéi)0.45。調(tiáo)整(zhěng)以後(hòu)
，在這幾(jī)個(gè)用電(diàn)高(gāo)峰(fēng)的月(yuè)份
，尖峰(fēng)時段(duàn)電(diàn)價(jià)提高到1.3元/kWh
，低穀(gǔ)電價降低到0.29元/kWh
，峰(fēng)穀電價差(chà)達1.01元(yuán)/kWh。這使得在(zài)“峰穀(gǔ)套利(lì)”方(fāng)麵具(jù)有(yǒu)巨(jù)大(dà)的經濟收益潛(qián)力。

本(běn)項(xiàng)目儲(chǔ)能電(diàn)站規模(mó)為(wéi)4MW/8MWh
，充(chōng)放電(diàn)倍(bèi)率(shuài)0.5C
，充(chōng)放電(diàn)效率92%
，采用每(měi)日(rì)“兩衝(chōng)兩(liǎng)放”的(dí)充放電策(cè)略(lüè)
，在低(dī)電(diàn)價時段充電(diàn)
，在高電(diàn)價時段放電
，變壓器容量滿(mǎn)足(zú)儲能充(chōng)電需求
，且工廠負(fù)荷(hé)穩定(dìng)可**消納儲(chǔ)能放電。儲(chǔ)能電站(zhàn)在(zài)低(dī)穀時段23:00~次日(rì)07:00間(jiān)將電(diàn)池係(xì)統充滿電
，然後在(zài)高峰(fēng)時(shí)段13:00~15:00放電(diàn)2h
，接著在平段(duàn)15:00~20:00間(jiān)再次將電(diàn)池充滿
，再(zài)在尖(jiān)峰(fēng)時段(duàn)20:00~22:00放(fàng)電2h
，實現了“低(dī)穀-高峰(fēng)”和(hé)“平段-尖(jiān)峰”相(xiāng)互配合(hé)的單日兩充(chōng)兩放(fàng)收益模(mó)式。根(gēn)據分時電(diàn)價(jià)數據和儲能電站(zhàn)效率(shuài)可計(jì)算得出
，正常月份單(dān)日(rì)套利(lì)收(shōu)益(yì)可達11280元(yuán)
，用電高(gāo)峰月份(fèn)單(dān)日套(tào)利(lì)收(shōu)益可達(dá)12640元
，全(quán)年收(shōu)益(yì)可達(dá)400餘(yú)萬元(yuán)。

4.儲能電站(zhàn)建設(shè)成效(xiào)

本(běn)項目儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站建成投入(rù)運營後(hòu)
，帶(dài)來了以下幾方(fāng)麵的(dí)成效(xiào)：

（1）儲能(néng)電(diàn)站(zhàn)在(zài)電(diàn)量(liáng)需(xū)求低(dī)穀時(shí)將(jiāng)電能存儲
，在電量需(xū)求高峰時進行(háng)釋放
，實(shí)現(xiàn)了(liǎo)能源的(dí)高(gāo)效(xiào)利(lì)用。通過(guò)建(jiàn)設(shè)運營儲能(néng)電站
，可以(yǐ)降(jiàng)低(dī)電能浪(làng)費
，提(tí)高(gāo)水(shuǐ)泥工廠能源利(lì)用效率。（2）儲能(néng)電站(zhàn)可以在電(diàn)能供(gōng)大於(yú)求時(shí)存儲(chǔ)電能(néng)
，在電能供應不(bù)足時釋放存儲(chǔ)的電能(néng)
，從(cóng)而(ér)平(píng)衡了電(diàn)能(néng)的(dí)供需(xū)
，提高(gāo)了水(shuǐ)泥工廠用(yòng)能(néng)的(dí)穩定(dìng)性(xìng)。（3）儲能電站(zhàn)提升了(liǎo)水泥工廠電網的抗風險能力。當外部電網(wǎng)發生故(gù)障(zhàng)或(huò)突發(fā)自(zì)然災(zāi)害造成工廠(chǎng)電(diàn)力(lì)中(zhōng)斷時(shí)
，儲能電站(zhàn)可(kě)以作(zuò)為(wéi)應急(jí)備用(yòng)電(diàn)源
，迅速投入(rù)使用(yòng)並(bìng)提供(gōng)穩(wěn)定的(dí)電(diàn)力供應
，提(tí)高了工(gōng)廠電(diàn)網的安全性(xìng)。（4）儲(chǔ)能電站(zhàn)在水泥(ní)工廠負載用(yòng)電(diàn)峰值(zhí)時(shí)可(kě)代(dài)替(tì)變(biàn)壓器部分(fēn)容量
，降(jiàng)低(dī)工廠總體容量需(xū)求(qiú)
，進(jìn)而達(dá)到降低(dī)容量電(diàn)費的(dí)目的(dí)。

5.Acrel-2000ES儲能(néng)櫃(guì)能量管理係(xì)統(tǒng)

5.1係(xì)統概述(shù)

安科(kē)瑞儲能(néng)能量管理係(xì)統(tǒng)Acrel-2000ES
，專門針對工(gōng)商業儲能櫃
，儲能集裝箱(xiāng)研發(fā)的(dí)一款(kuǎn)儲能EMS
，具有(yǒu)*的儲能(néng)監控與管理功(gōng)能(néng),涵(hán)蓋(gài)了儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)設(shè)備(PCS
，BMS
，電表
，消防
，空調(tiáo)等)的詳細信(xìn)息(xī),實現了數(shù)據采(cǎi)集
，數(shù)據處(chǔ)理
，數(shù)據存(cún)儲
，數據查詢(xún)與分析(xī)
，可(kě)視化監控
，報警(jǐng)管(guǎn)理(lǐ)
，統計(jì)報表(biǎo)等功(gōng)能。在高(gāo)級(jí)應(yīng)用上(shàng)支持(chí)能量(liáng)調度(dù),具(jù)備計劃曲(qū)綫(xiàn)
，削峰填穀(gǔ)
，需量控製
，防逆流(liú)等控製功(gōng)能。

5.2係(xì)統(tǒng)結構(gòu)

Acrel-2000ES
，可通(tōng)過直采或(huò)者(zhě)通過通訊管理(lǐ)或(huò)串口服(fú)務器將(jiāng)儲能櫃(guì)或(huò)者儲能集裝箱(xiāng)內(nèi)部的設備(bèi)接(jiē)入係統。係統(tǒng)結(jié)構如下(xià)：

5.3係(xì)統功能

5.3.1實時監測(cè)

係統(tǒng)人(rén)機(jī)界麵友好
，能夠顯(xiǎn)示(shì)儲(chǔ)能(néng)櫃的運行(háng)狀(zhuàng)態
，實(shí)時(shí)監測PCS
，BMS以及環境參(cān)數信(xìn)息(xī)
，如電(diàn)參量(liáng)
，溫度(dù)
，濕度等。實時顯(xiǎn)示有關(guān)故(gù)障(zhàng)
，告(gào)警
，收益等(děng)信息(xī)。

5.3.2設(shè)備監控

係統(tǒng)能夠實時監(jiān)測PCS
，BMS
，電表
，空(kōng)調(tiáo)
，消防
，除(chú)濕(shī)機等設備(bèi)的運(yùn)行(háng)狀(zhuàng)態及運行(háng)模(mó)式。

PCS監控(kòng)：滿(mǎn)足(zú)儲(chǔ)能變流器(qì)的參數(shù)與限值設(shè)置；運行模式設(shè)置(zhì)；實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能(néng)變(biàn)流(liú)器交直(zhí)流側電壓
，電流(liú)
，功率及充放(fàng)電量參數的(dí)采(cǎi)集與展示；實現(xiàn)PCS通(tōng)訊狀態(tài)
，啟停(tíng)狀(zhuàng)態
，開(kāi)關狀(zhuàng)態
，異常告(gào)警等狀態監(jiān)測。

BMS監(jiān)控：滿(mǎn)足電池管(guǎn)理係統(tǒng)的(dí)參數與限(xiàn)值設(shè)置；實現(xiàn)儲能(néng)電(diàn)池的電(diàn)芯(xīn)
，電池簇的(dí)溫(wēn)度
，電(diàn)壓(yā)
，電流(liú)的監測；實(shí)現(xiàn)電(diàn)池(chí)充(chōng)放電狀態
，電(diàn)壓(yā)
，電流及(jí)溫(wēn)度(dù)異常狀態的(dí)告(gào)警。

空調監控(kòng)：滿(mǎn)足環境(jìng)溫(wēn)度的監(jiān)測
，可根據設(shè)置的閾值進行空(kōng)調(tiáo)溫(wēn)度(dù)的(dí)聯動(dòng)調節
，並實時監(jiān)測空調的(dí)運(yùn)行狀態(tài)及溫(wēn)濕度(dù)數據(jù)
，以(yǐ)曲綫(xiàn)形式(shì)進行展(zhǎn)示(shì)。

UPS監(jiān)控：滿(mǎn)足(zú)UPS的運行(háng)狀態及相關電參量監(jiān)測(cè)。

5.3.3曲(qū)綫報表

係統能夠(gòu)對PCS充放(fàng)電功率(shuài)曲綫
，SOC變換曲綫(xiàn)
，及電壓
，電(diàn)流(liú)
，溫度等歷(lì)史曲綫的查詢(xún)與展(zhǎn)示(shì)。

5.3.4策略配置

滿(mǎn)足(zú)儲能(néng)係統設備參數的(dí)配(pèi)置
，電價參數與(yǔ)時(shí)段(duàn)的(dí)設(shè)置
，控(kòng)製策略的選擇。目前支(zhī)持的(dí)控(kòng)製策略包(bāo)含計劃曲綫
，削(xiāo)峰填穀
，需量控(kòng)製等(děng)。5.3.5實(shí)時報警(jǐng)

儲能(néng)能(néng)量管理係統具有(yǒu)實(shí)時(shí)告警(jǐng)功(gōng)能
，係(xì)統能夠(gòu)對儲能(néng)充(chōng)放電越(yuè)限
，溫(wēn)度(dù)越限(xiàn)
，設備故障或通信故障(zhàng)等事件發出(chū)告(gào)警(jǐng)。

5.3.6事(shì)件查(chá)詢統計

儲能能量(liáng)管(guǎn)理係統能(néng)夠對(duì)遙信(xìn)變位(wèi)
，溫(wēn)濕度(dù)
，電(diàn)壓越限等事件記錄進行(háng)存(cún)儲和管理
，方(fāng)便用(yòng)戶對係(xì)統事件和報(bào)警進行歷史追溯
，查(chá)詢(xún)統(tǒng)計(jì)
，事(shì)故分(fēn)析。

5.3.7遙控操(cāo)作

可以通過每個(gè)設備(bèi)下麵的(dí)紅色按鈕(niǔ)對PCS
，風機(jī)
，除濕機(jī)
，空(kōng)調(tiáo)控(kòng)製器
，照明(míng)等(děng)設備(bèi)進行相(xiāng)應的(dí)控(kòng)製
，但是當(dāng)設備未通(tōng)信上時
，控製按(àn)鈕會(huì)顯(xiǎn)示(shì)無(wú)效狀態。

5.3.8用戶(hù)權限管理(lǐ)

儲能(néng)能(néng)量管理係統為保障係(xì)統(tǒng)安全(quán)穩定(dìng)運(yùn)行
，設(shè)置了用戶權(quán)限(xiàn)管(guǎn)理(lǐ)功(gōng)能(néng)。通過(guò)用戶權限管理(lǐ)能(néng)夠(gòu)防止未經(jīng)授權的(dí)操(cāo)作(zuò)（如(rú)遙控的操作
，數(shù)據(jù)庫修改(gǎi)等）。可以(yǐ)定義不(bù)同級(jí)別用戶(hù)的(dí)登錄(lù)名
，密碼及操(cāo)作權(quán)限
，為(wéi)係統(tǒng)運行
，維護
，管(guǎn)理(lǐ)提(tí)供(gōng)可靠的安(ān)全保障(zhàng)。

6.相關平台部署硬(yìng)件(jiàn)選型清(qīng)單

7結(jié)語(yǔ)

綜上(shàng)所述(shù)
，本工程通過在水(shuǐ)泥工(gōng)廠(chǎng)建(jiàn)設儲能電(diàn)站(zhàn)
，采用靈(líng)活高效(xiào)的運(yùn)行調(tiáo)度模式
，可以(yǐ)產生(shēng)可(kě)觀(guān)的利益(yì)回(huí)報(bào)
，同時(shí)降低(dī)水(shuǐ)泥工廠(chǎng)的用電(diàn)成本(běn)。伴隨著新(xīn)能源(yuán)產業的技(jì)術(shù)進(jìn)步(bù)
，電池(chí)原(yuán)材(cái)料價格還會(huì)進(jìn)一步下降
，儲能電站的建設成本(běn)將(jiāng)會繼續(xù)降低(dī)
，再加(jiā)上扶持(chí)政(zhèng)策
，稅收政(zhèng)策
，補貼(tiē)政策
，市場(cháng)準(zhǔn)入政策的(dí)不斷*
，儲能(néng)電站(zhàn)作(zuò)為一種靈活(huó)的(dí)資(zī)源
，具有(yǒu)快(kuài)速(sù)復製推廣的潛力。儲(chǔ)能(néng)電(diàn)站既(jì)可(kě)以(yǐ)參與(yǔ)用戶側電(diàn)力需(xū)求(qiú)調(tiáo)節(jié)
，又(yòu)有效的(dí)緩解(jiě)了工廠的(dí)“兩高”限(xiàn)電(diàn)壓(yā)力
，為(wéi)水泥工廠(chǎng)的節能降碳(tàn)高(gāo)質(zhì)量發展之路(lù)提(tí)供了指引(yǐn)
，開(kāi)創了水(shuǐ)泥(ní)工(gōng)廠(chǎng)綠色(sè)低(dī)碳發(fā)展(zhǎn)的嶄(zhǎn)新(xīn)局(jú)麵(miàn)。

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